沙鞭PvAQP基因克隆及耐旱功能验证

摘要

为解析沙鞭（Psammochloa villosa）水通道蛋白（Aquaporin,AQP）基因AQP响应耐旱过程的功能和作用，利用三代全长转录组数据，采用RT-PCR技术克隆沙鞭AQP基因，对其进行生物信息学及干旱胁迫下表达模式和转基因烟草（Nicotiana tabacum）的耐旱分析。结果显示（：1）成功克隆到沙鞭AQP基因，命名为PvAQP(GenBank号：ON792207)，其序列全长为867 bp，编码288个氨基酸，隶属疏水性蛋白。（2）PvAQP具有明显的跨膜结构，是一个跨膜蛋白，存在1个完整的MIP结构域。（3）PvAQP编码蛋白的二级结构主要由α-螺旋、不规则卷曲、延伸链和β-转角构成，三级结构主要由α-螺旋和不规则卷曲组成。（4）PvAQP无信号肽结构，无可能的糖基化位点，含有19个磷酸化位点。（5）亚细胞定位分析表明，PvAQP蛋白定位于细胞核中。（6）不同物种间AQP基因氨基酸序列同源性为95.34%，沙鞭与沙生针茅（Stipa caucasica）亲缘关系最近。（7）PvAQP基因表达具有组织特异性，根、茎、叶中的表达量存在较大差异。（8）随模拟干旱胁迫时间增加，转PvAQP基因型和野生型烟草中抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性及脯氨酸（PRO）含量呈先升高后降低趋势，转PvAQP基因型烟草中抗氧化酶活性及PRO含量更高；丙二醛（MDA）含量都呈上升趋势，且转PvAQP基因型烟草中MDA含量显著低于野生型（P<0.05）。研究结果表明，PvAQP基因可能参与了沙鞭的耐旱生理过程，为将来揭示沙鞭PvAQP基因响应耐旱分子机制提供了理论依据。

关键词

沙鞭 / AQP基因 / 基因克隆 / 干旱胁迫 / 功能验证